信息反馈、路径规划、模型建立方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供信息反馈、路径规划、模型建立方法及装置，其中，信息反馈方法包括：获取肺部支气管的三维模型，其中每一段支气管均有唯一标识，该三维模型配置有拓扑图，拓扑图包括各段支气管的唯一标识以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；通过以下至少一种方式反馈信息：通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识、通过语音播放目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识、根据目标对象与支气管壁的距离调节目标对象操纵器上的阻力。本方案能够降低支气管手术对医生经验的要求，减少判断出错的概率。概率。概率。

【技术实现步骤摘要】
信息反馈、路径规划、模型建立方法及装置


[0001]本申请涉及医疗器械
，特别涉及信息反馈、路径规划、模型建立方法及装置。

技术介绍

[0002]支气管手术规划和术前的仿真模拟可以大大提高各年资医生在实际支气管手术中的熟练度和成功率。现有手术方法在得到规划路径之后，通常需要手术医生基于内窥镜采集的支气管内图像以及肺部支气管模型，根据自身经验判断目标对象在支气管内的状况，进而根据判断结果确定目标对象的控制方式。
[0003]由此可见，现有技术对于医生的经验的要求较高，容易出错。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供信息反馈、路径规划、模型建立方法及装置，以解决现有支气管手术对医生要求较高、容易出错的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本说明书第一方面提供一种信息反馈方法，包括：获取肺部支气管的三维模型，所述肺部支气管的三维模型中每一段支气管均有唯一标识，所述肺部支气管的三维模型还配置有拓扑图，所述拓扑图包括各段支气管的唯一标识以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；根据所述肺部支气管的三维模型及拓扑图实时获取目标对象所在的支气管段的唯一标识以及下一支气管段的唯一标识；通过以下至少一种方式反馈信息：通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识、通过语音播放目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识。
[0006]在一些实施例中，支气管段的唯一标识中含有支气管段的级别信息，其中下一级支气管段是上一级支气管段的分支。
[0007]在一些实施例中，通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或下一级支气管段的唯一标识，包括：呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的二维俯视图像，所述二维俯视图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识；和/或，呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的管内虚拟图像，所述管内虚拟图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识。
[0008]在一些实施例中，反馈信息的方式还包括：根据目标对象所在的支气管段的唯一标识确定阻力级别；所述阻力级别用于表示反馈至目标对象操纵器上的阻力的取值范围；根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值。
[0009]在一些实施例中，根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值，包括：获取目标对象与支气管壁的距离；当目标对象与支气管壁的距离小于第一阈值时，按照阻力与距离成反比的关系在所述阻力级别对应的取值范围内调节反馈至目标对象操纵器上的阻力；所述第一阈值是根据所述阻力级别确定的。
[0010]在一些实施例中，根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值，还包括：当目标对象与支气管壁的距离小于第二阈值时，维持目标对象操纵器上的阻力为第一阻力值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值，所述第一阈值、第二阈值之间的距离所对应的各阻力值均小于所述第一阻力值；所述第二阈值是根据所述阻力级别确定的。
[0011]在一些实施例中，反馈信息的方式还包括：当目标对象与支气管壁的距离小于第三阈值时，控制目标对象操纵器震动；所述第三阈值小于或等于所述第二阈值，且所述第三阈值是根据所述阻力级别确定的。
[0012]本说明书第二方面提供一种路径规划方法，包括：获取肺部支气管的三维模型，所述肺部支气管的三维模型中每一段支气管均有唯一标识，所述肺部支气管的三维模型还配置有拓扑图，所述拓扑图包括各段支气管的唯一标识以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；确定离目标肺结节最近的目标支气管段的唯一标识；根据所述拓扑图，确定从主气管至目标支气管的路径依次经过的各段支气管的唯一标识，得到各支气管段的唯一标识所表示的规划路径。
[0013]在一些实施例中，所述方法还包括：采用肺部支气管的三维模型中各段支气管的中心线代替支气管，得到肺部支气管的骨架模型；在得到各支气管段的唯一标识所表示的规划路径之后，还包括：在所述肺部支气管的骨架模型中确定所述规划路径中各支气管段的唯一标识所对应的支气管的中心线，得到各段支气管的中心线构成的规划路径。
[0014]本说明书第三方面提供一种肺部支气管模型的建立方法，包括：获取肺部的多层扫描图像；将所述肺部的多层扫描图像输入预先训练的网络模型，得到标注有各支气管段唯一标识的多层扫描图像；将标注有各支气管段唯一标识的多层扫描图像重建肺部支气管的三维图像，所述三维图像配置有拓扑图。
[0015]在一些实施例中，在将所述肺部的多层扫描图像输入预先训练的网络模型之前，还包括：按照以下方法训练所述网络模型：获取多个训练数据，其中一个训练数据包括肺部的多层扫描图像，各层扫描图像中标注了各段支气管的唯一标识；所述支气管的唯一标识携带有支气管的级别信息；采用所述多个训练数据训练网络模型，其中，各训练数据中的多层扫描图像作为网络模型的输入，每层图像中标注的各段支气管的唯一标识作为网络模型的输出。
[0016]在一些实施例中，训练数据中各层扫描图像中各段支气管的唯一标识是通过以下方法标注的：识别出各段支气管，并为各段支气管分配唯一标识；对于各段支气管执行如下操作：识别出扫描图像上组成当前支气管的多个像素，并将所述多个像素中的每个像素标记为当前支气管的唯一标识。
[0017]在一些实施例中，所述方法还包括：在标注时，识别出各肺结节，并为各肺结节分配唯一标识；对于各肺结节执行如下操作：识别出扫描图像上组成当前肺结节的多个像素，并将所述多个像素中的每个像素标记为当前肺结节的唯一标识。
[0018]本说明书第四方面提供一种信息反馈装置，包括：第一获取单元，用于获取肺部支气管的三维模型，所述肺部支气管的三维模型中每一段支气管均有唯一标识，所述肺部支气管的三维模型还配置有拓扑图，所述拓扑图包括各段支气管的唯一标识以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；第二获取单元，用于根据所述肺部支气管的三维模型及拓扑图实时获取目标对象所在的支气管段的唯一标识以及下一支气管段的唯一标识；反馈
单元，用于通过以下至少一种方式反馈信息：通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识、通过语音播放目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识。
[0019]在一些实施例中，支气管段的唯一标识中含有支气管段的级别信息，其中下一级支气管段是上一级支气管段的分支。
[0020]在一些实施例中，所述反馈单元包括：第一呈现子单元，用于呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的二维俯视图像，所述二维俯视图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识；和/或，第二呈现子单元，用于呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的管内虚拟图像，所述管内虚拟图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识。
[0021]在一些实施例中，所述反馈单元包括：确定子单元，用于根据目标对象所在的支气管段的唯一标识确定阻力级别；所述阻力级别用于表示反馈至目标对象操纵器上的阻力的取值范围；第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信息反馈方法，其特征在于，包括：获取肺部支气管的三维模型，所述肺部支气管的三维模型中每一段支气管均有唯一标识，所述肺部支气管的三维模型还配置有拓扑图，所述拓扑图包括各段支气管的唯一标识以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；根据所述肺部支气管的三维模型及拓扑图实时获取目标对象所在的支气管段的唯一标识以及下一支气管段的唯一标识；通过以下至少一种方式反馈信息：通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识、通过语音播放目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或规划路径中下一级支气管段的唯一标识。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，支气管段的唯一标识中含有支气管段的级别信息，其中下一级支气管段是上一级支气管段的分支。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过图像呈现目标对象所在的支气管段的唯一标识和/或下一级支气管段的唯一标识，包括：呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的二维俯视图像，所述二维俯视图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识；和/或，呈现目标对象所在的支气管段前端分叉口的管内虚拟图像，所述管内虚拟图像中含有分叉口关联的各支气管段的唯一标识。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反馈信息的方式还包括：根据目标对象所在的支气管段的唯一标识确定阻力级别；所述阻力级别用于表示反馈至目标对象操纵器上的阻力的取值范围；根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值，包括：获取目标对象与支气管壁的距离；当目标对象与支气管壁的距离小于第一阈值时，按照阻力与距离成反比的关系在所述阻力级别对应的取值范围内调节反馈至目标对象操纵器上的阻力；所述第一阈值是根据所述阻力级别确定的。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述阻力级别控制反馈至目标对象操纵器上的阻力值，还包括：当目标对象与支气管壁的距离小于第二阈值时，维持目标对象操纵器上的阻力为第一阻力值，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值，所述第一阈值、第二阈值之间的距离所对应的各阻力值均小于所述第一阻力值；所述第二阈值是根据所述阻力级别确定的。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，反馈信息的方式还包括：当目标对象与支气管壁的距离小于第三阈值时，控制目标对象操纵器震动；所述第三阈值小于或等于所述第二阈值，且所述第三阈值是根据所述阻力级别确定的。8.一种路径规划方法，其特征在于，包括：获取肺部支气管的三维模型，所述肺部支气管的三维模型中每一段支气管均有唯一标识，所述肺部支气管的三维模型还配置有拓扑图，所述拓扑图包括各段支气管的唯一标识
以及唯一标识所表示的支气管段之间的连接关系；确定离目标肺结节最近的目标支气管段的唯一标识；根据所述拓扑图，确定从主气管至目标支气管的路径依次经过的各段支气管的唯一标识，得到各支气管段的唯一标识所表示的规划路径。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：采用肺部支气管的三维模型中各段支气管的中心线代替支气管，得到肺部支气管的骨架模型；在得到各支气管段的唯一标识所表示的规划路径之后，还包括：在所述肺部支气管的骨架模型中确定所述规划路径中各支气管段的唯一标识所对应的支气管的中心线，得到各段支气管的中心线构成的规划路径。10.一种肺部支气管模型的建立方法，其特征在于，包括：获取肺部的多层扫描图像；将所述肺部的多层扫描图像输入预先训练的网络模型，得到标注有各支气管段唯一标识的多层扫描图像；将标注有各...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海微创微航机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：